Бутадыен-стырольнага каўчук: ўласцівасці, прымяненне, формула

Бутадыен-стырольнага каўчук лічыцца адным з найбольш выкарыстоўваюцца варыянтаў палімерных матэрыялаў. Ён прыдатны для вырабу шын і іншых гумовых вырабаў, якія маюць высокую якасць.

Названы палімерны матэрыял вырабляецца з недарагога сыравіны, а тэхналогія яго вырабу лічыцца цалкам даступнай, якая мае дакладны алгарытм дзеянняў. Атрымоўваны ў выніку бутадыен-стырольнага каўчук валодае выдатнымі эксплуатацыйнымі і хімічнымі характарыстыкамі. Ён выпускаецца ў істотных аб'ёмах і прадстаўлены вытворцам у шырокім асартыменце.

Сыравіна для вытворчасці

Разгледзім больш падрабязна вытворчасць бутадыен-стирольных каучукаў. У якасці зыходнага сыравіны для дадзенага палімернага матэрыялу выбіраюць бутадыен-1,3 небудзь альфа-метилстирол. Атрымліваюць бутадыен-стырольнага каўчук шляхам растворнай тэхналогіі або эмульсійнай сополимеризацией. У другім спосабе ўтвараюцца бутадыен-стирольные растворныя каучукі.

Эмульсійная полімерызацыя

Як ажыццяўляецца атрыманне бутадыен-стырольнага каўчук? Рэакцыя прадугледжвае сумесную полімерызацыі стыролу і бутадыена ў эмульсіі. Канчатковы прадукт, які атрымліваецца ў выніку гэтага ўзаемадзеяння, называюць бутадыен-стырольнага каўчук (СКС).

У гэты момант у айчыннай каўчукавай прамысловасці ажыццяўляецца вытворчасць разнастайных варыянтаў палімернай прадукцыі на аснове дадзенага хімічнага рэчыва.

Як падпадзяляюць бутадыен-стырольнага каўчук? Вытворцы прапануюць наступныя варыянты:

• каучукі, якія не ўтрымліваюць алею (СКС-ЗОАРК);
• матэрыялы з сярэднім працэнтным утрыманнем алею (СКМ-ЗОЛРКМ-15);
• з павышаным колькасцю алею (СКС-ЗОДРКМ-27);
• з выдатнымі диэлектрическими характарыстыкамі (СКС-ЗОАРПД).

Спецыфіка назвы

Першыя лічбы ў прыведзеных назвах распавядаюць аб колькасным змест стыролу ў зыходнай шыхце, выбіраю для правядзення працэсу полімерызацыі:

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

• «А» прадугледжвае ажыццяўленне працэсу нізкатэмпературнай полімерызацыі (не больш за +5 градусаў).
• «М» сведчыць аб тым, што ў ім ёсць алей, не толькі стыролу.
• Бутадыен-стырольнага каўчук з літарай «Р» распавядае аб правядзенні рэакцыі полімерызацыі без наяўнасці рэгулятара.
• «Да» паказвае на прымяненне пры вырабе каўчуку канифольного эмульгатора.
• Літара «П» сімвалізуе матэрыял, які атрымліваецца пры наяўнасці ў зыходнай сумесі соляў тоўстых, сінтэтычных кіслот, якія ўяўляюць сабой прадукты частковага акіслення насычаных парафінаў.

Чым характарызуецца бутадыен-стырольнага каўчук? Атрыманне яго грунтуецца на працэсе полімерызацыі, які знаёмы нават старшакласнікам, якія навучаюцца ў агульнаадукацыйных школах і каледжах.

Так, для вытворчасці ў прамысловасці подошвенных гум выкарыстоўваецца смолонаполненный бутадыен-стырольнага каўчук, формула якога нічым не адрозніваецца ад звычайнага диенового вуглевадароду. У гум, вырабленых на базе бутадыен-стирольной смалы, падвышаная ўстойлівасць да механічнага ізаляцыі, нядрэнныя кожеподобные характарыстыкі.

Ажыццяўляюць працэс эмульсійнай полімерызацыі на спецыяльнай прамысловай ўсталёўцы. Чым характарызуецца гэты бутадыен-стырольнага каўчук? Атрыманне яго ажыццяўляецца па выразнай і адпрацаванай тэхналогіі. Сярэдняя працягласць хімічнай рэакцыі складае 12-15 гадзін. Пасля завяршэння полімерызацыі утвараецца латекс, у якім змяшчаецца прыкладна 30-35 працэнтаў палімернага рэчывы. У якасці антыаксіданта ў латекс ўводзяць неон. Д.

З латекса каўчук выпрацоўваюць шляхам каагуляцыі электралітаў, якія змяшчаюць серную кіслату. Улічваючы, што ў ролі эмульгаторов выступаюць канифолевое алей і мыла, створанае на базе сінтэтычных тоўстых кіслот, акрамя каагуляцыі назіраецца таксама адукацыю тоўстых кіслот, якія аказваюць пазітыўнае дзеянне на тэхналагічныя характарыстыкі гатовага вырабы.

Дзякуючы дадатку сернай кіслаты, адбываецца ператварэнне мыла ў свабодныя арганічныя кіслоты, завяршаецца каагуляцыя латекса і ўтворыцца бутадыен-стырольнага каўчук. Ужыванне гатовага матэрыялу шматгранна, залежыць ад выгляду вытворчасці. У асноўным каўчук з'яўляецца распаўсюджаным сыравінай у хімічнай прамысловасці.

Структура каўчуку

Якую структуру мае бутадыен-стырольнага каўчук? Фізічныя ўласцівасці дадзенага рэчывы вызначаецца асаблівасцямі яго будынкі. Пры атрыманні палімера шляхам озоционирования, утворыцца палімер нерэгулярнай структуры. У каўчук мономерные звёны знаходзяцца бязладна, малекула мае разгалінаваны выгляд.

Амаль 80 адсоткаў усіх звёнаў маюць транс-канфігурацыю, і толькі 20 адсоткаў характарызуецца цис-структурай.

Характарыстыкі

Прааналізуем бутадыен-стырольнага каўчук. Ўласцівасці дадзенага рэчывы звязаны з яго высокай малекулярнай масай. У сярэднім яна складае 150 000-400 000. А тэхналогія вырабу маслонаполненных каўчук прадугледжвае выбар матэрыялаў з вялікім паказчыкам адноснай малекулярнай масы. Падобны варыянт дазваляеліквідаваць негатыўнае ўздзеянне алею на якасць гумы, захоўваць на працягу доўгага перыяду выдатныя тэхналагічныя характарыстыкі каўчуку.

Можна з этылену атрымаць бутадыен-стырольнага каўчук, правёўшы тэхналагічную ланцужок з выкарыстаннем актыватараў, эмульгаторов, рэгулятараў, а таксама іншых рэчываў, часткова ў працэсе ўзаемадзеяння пераходзячых у склад ўтвараецца каўчуку.

Адметныя характарыстыкі

Ахарактарызуем бутадыен-стырольнага каўчук. Формула дадзенага рэчывы сведчыць аб тым, што яно устойліва да механічных дэфармацый, агрэсіўным растваральнікаў. Для павышэння трываласці і эластычнасці каўчуку памяншаюць у зыходнай сумесі колькасць стыролу. Атрыманы палімер раствараецца ў бензіне і араматычных растваральніках.

Чым яшчэ вылучаецца бутадыен-стырольнага каўчук? Ўласцівасці і стаўленне да канцэнтраваным кіслот, кетонам, спірце стабільнае, да таго ж у палімера выдатная газа - і водапранікальнасць. Падчас награвання каўчуку назіраюцца сур'ёзныя структурныя змены, што негатыўна адбіваецца на фізіка-механічных уласцівасцях атрыманай гумы.

Тэрмічнае акісленне пры тэмпературах ад 125 °З выклікае зніжэнне калянасці і дэструкцыю. Наступнае акісленне прадугледжвае сур'ёзнае структураванне палімера, адбіваецца на павышэнні яго калянасці.

Асаблівасці прымянення

Для стварэння гумовай сумесі выкарыстоўваецца менавіта бутадыен-стырольнага каўчук. Ўласцівасці, прымяненне гэтага прадстаўніка класа диеновых вуглевадародаў у поўнай меры адпавядае асаблівасцям яго структурнай формулы.

Прысутнасць бакавых фенильных груповак адбіваецца на падвышанай стойкасці да негатыўнага ўздзеяння радыяцыйнаму апрамяненню ў параўнанні з іншымі разнавіднасцямі гэтых палімераў.

У гумовых сумесяў, якія выраблены на базе бутадыен-стирольных каучукаў, невысокая клейкость, падвышаная ўсаджванне пры каландровании і шприцевании. Гэта негатыўна адбіваецца на ажыццяўленні тэхналагічных працэсаў, а таксама пры правядзенні клейкія (зборкі) нарыхтовак гумовых вырабаў.

У нізкатэмпературных каўчук палепшаныя тэхналагічныя ўласцівасці, іх называюць «гарачымі» каўчук.

Разнавіднасці каўчук

Мяккія бутадыен-стирольные нізкатэмпературныя каучукі маюць нізкую глейкасць, таму іх не пластицируют.

Жорсткія каучукі вырабляюць у невялікіх колькасцях, падвяргаючы іх термоокислительной пластикации ў паветранай асяроддзі пры тэмпературы каля 1400 °З, з выкарыстаннем актыватараў працэсу дэструкцыі.

У ненаполненных вулканизаторов невысокая трываласць на расцяжэнне. Пры памяншэнні колькасці звязанага стыролу ў палімерным злучэнні зніжаецца супраціў і ўстойлівасць да ізаляцыі, узрастае марозаўстойлівасць, павялічваецца эластычнасць.

Саженаполненные (з тэхнічным вугляродам) вулканизаторы бутадыен-стирольных каучукаў маюць выдатныя параметры па цеплавой стойкасці і зносаўстойлівасці, але ў некаторай ступені яны саступаюць па эластычнасці і деформационной стойкасці звычайным каучукам. Якія выкарыстоўваюцца вулканизаторы маюць дадатковую ўстойлівасць да ўздзеяння канцэнтраваных і разведзеных кіслот, спіртоў, шчолачаў, эфіраў. У растваральніках каўчуку яны брыняюць.

Усе атрыманыя палімеры ўжываюць у вытворчасці шын, вырабе разнастайных няформавых і формовой вырабаў. Напрыклад, з бутадыен-стырольнага каўчук вырабляюць транспарцёрная стужкі для лесозаготовительного вытворчасці, вырабляюць гумовую абутак. У сувязі з падвышанай радыяцыйнай устойлівасцю усе гэтыя каучукі выкарыстоўваюць у вырабе гум, якія маюць аптымальную ўстойлівасць да гама-выпраменьвання.

Для вытворчасці вырабаў, якія адрозніваюцца выдатнымі марозаўстойлівымі характарыстыкамі, ужываюць зыходнае сыравіну, у складзе якога мінімальнае ўтрыманне стыролу.

Характарыстыка бутадыен-стирольных каучукаў растворнай полімерызацыі

У айчыннай прамысловасці наладжаны выпуск бутадыен-стирольных каучукаў растворнай полімерызацыі, якія маюць рознае ўтрыманне стыролу:

• ДССК-10.
• ДССК-25.
• ДССК-18.
• ДССК-50.
• ДССК-25Д (валодае падвышанымі диэлектрическими характарыстыкамі).

У продажы ёсць і каўчук, які ўключае ў сябе микроблоки араматычнага стыролу, прызначаецца для перапрацоўкі ліццём.

Акрамя таго, ёсць і каучукі маслонаполненные растворнай полімерызацыі, якія ўтрымоўваюць да 27% алею. Дзякуючы растворнай полімерызацыі, пры наяўнасці литийорганических каталізатараў ажыццяўляецца рэгуляванне асноўных параметраў малекулярнай структуры:

• разгалінавання ланцуга;
• малекулярнай масы;
• макроструктуры.

Адметнымі характарыстыкамі падобных каўчук лічаць істотнае наяўнасць самага палімера (да 98%), мінімальная колькасць прымешак. Палімеры, якія валодаюць лінейным будынкам у параўнанні з бутадыен-стирольными эмульсионными каўчук.

У атрымліваюцца палімерных матэрыялаў больш высокая пластычнасць, зносаўстойлівасць, марозаўстойлівасць, падвышаны супраціў з'яўлення расколін. Адзначым і высокую дынамічную трываласць гэтых матэрыялаў. Пры меншай ўсаджванню яны валодаюць большай глейкасцю па Муні, так як макрамалекулы маюць лінейную структуру, здольныя напаўняцца вялікай колькасцю сажы (тэхнічнагавугляроду) і алею без негатыўнага змены механічных і фізічных уласцівасцяў вулканизаторов.

Ёсць і некаторыя тэхналагічныя перавагі пры вытворчасці растворных каучукаў ў параўнанні з эмульсионными варыянтамі, але пры гэтым значна больш патрабаванні да чысціні, якія выкарыстоўваюцца мономеров. Выкарыстоўваюць каучукі растворнай полімерызацыі ў шыннай прамысловасці, для стварэння трывалых транспарцёрная стужак, абутковай падэшвы, гумовых рукавоў, шматлікіх гумовых дэталяў. Зыходнымі кампанентамі для вытворчасці палімерных матэрыялаў дадзенага віду лічаць стыролу і буадиен-1,3. Атрымліваюць каучукі шляхам растворнай або эмульсійнай сополимеризации.

У сучасным вытворчасці выкарыстоўваецца не толькі тэхналогія вырабу ненаполненных каўчук, але і наладжаны выпуск палімераў, у складзе якіх прысутнічаюць смалы, тэхнічны вуглярод, алей. Сярод усіх якія выпускаюцца палімерных матэрыялаў на долю бутадыен-стырольнага каўчук прыпадае больш за палову ўсіх вытворчых магутнасцяў.

Прычына такога маштабу заключаецца ў высокай аднастайнасці фізічных і хімічных характарыстык выпускаецца прадукту, даступнасці зыходных мономеров (стыролу і бутадыена), а таксама наладжанай тэхналагічнай лініі.

Вялікую масу бутадыен-стырольнага каўчук на сучасным вытворчасці атрымліваюць шляхам эмульсійнай сополимеризацией стыролу і бутадыена.

Класіфікацыя каучукаў па будынку

З улікам умоў правядзення полімерызацыі і складу выкарыстоўваюцца кампанентаў наладжаны выпуск бутадыен-стирольных каучукаў, якія адрозніваюцца па ўласцівасцях і складу. Дапускаецца статыстычнае, нерэгулярнае размеркаванне структурных звенаў стыролу і бутадыена ў макромолекуле.

Пры паніжэнні тэмпературы назіраецца зніжэнне колькаснага ўтрымання ў ствараемым каўчук нізкамалекулярных фракцый. Акрамя таго, адбываецца памяншэнне структурнага разгалінавання, павелічэнне рэгулярнай структуры палімера, што пазітыўна адбіваецца на тэхнічных і эксплуатацыйных характарыстыках гатовай прадукцыі.

У развіцці айчыннай вытворчасці сінтэтычных матэрыялаў важным момантам стала наладжванне вытворчасці бутадыен-стирольных матэрыялаў шляхам полімерызацыі па радыкальным механізму. У цяперашні час такія матэрыялы высокай якасці і па прымальнай цане вырабляюць на заводах Краснаярска, Омска, Тальяці, Стерлитамака, Варонежа.

Асаблівасці тэхналогіі

Пры жаданні можна атрымліваць палімер, які валодае пэўнымі параметрамі. Напрыклад, з зададзенай сярэдняй малекулярнай масай, якая рэгулюецца па меры полімерызацыі шляхам уводу рэгулятараў, здольных ажыццяўляць перадачу ланцуга. Па меры павелічэння колькаснага ўтрымання рэгулятараў назіраецца зніжэнне малекулярнай масы палімера.

Што можна разглядаць у якасці эмульгаторов, падыходных для вытворчасці стойкіх эмульсій мономеров, а таксама для стварэння выніковых прадуктаў полімерызацыі, латек-сов? У якасці асноўных хімічных кампанентаў разглядаюць каліевае або натрыевыя солі тлустых сінтэтычных карбонавых кіслот, гидрированную каніфоль, а таксама солі алкисульфонатов.

Пры выбары каніфолі яе спачатку падвяргаюць спецыяльнай апрацоўцы. У працэсе диспропорционирования пры каталізатары (паладый) яна набывае ўласцівасці, неабходныя для тэхналагічнай ланцужкі стварэння каучукаў.

Спефицика вытворчасці

Для правядзення сополимеризации выкарыстоўваюць батарэю полимеризаторов. Пры падрыхтоўцы шыхты змешваюць вычышчаны і папярэдне высушаны стырол, бутадыен, растваральнік (ім можа з'яўляцца цыклагексану) у суадносінах 5/1. Далей кампаненты зыходнай шыхты падаюць у диафрагмовый змяшальнік для якаснага мяшання. Затым сумесь накіроўваецца на хімічную тонкую ачыстку ад разнастайных дробных прымешак.

У апарат падаюць литийорганические злучэння, титрую пры тэмпературы 25 °С на працягу 20 хвілін. Ступень ачысткі вызначаюць па афарбоўцы шыхты. Калі няма прымешак, у сумесі слаба-карычневы колер. Да полімерызацыі шыхты змешваюць з каталізатарам, палярнымі дадаткамі.

Працэс ажыццяўляецца ў батарэі, якая складаецца з трох стандартных апаратаў, шляхам паслядоўнай падачы шыхты. Тэмпература ўнутры полимеризаторов падтрымліваецца ў дыяпазоне ад 50 да 80 °C. Сярэдняя працягласць усяго хімічнага працэсу складае 6 гадзін.

Заключэнне

У любой сферы жыцця і дзейнасці своечасовага чалавека сустракаюцца матэрыялы, у аснове якіх ляжыць бутадыен-стырольнага каўчук. У першую чаргу адзначым стварэнне гумовых падэшваў для абутку, аўтамабільных гумовых пакрышак, разнастайных палівальных шлангаў.

Статыстычныя супалімеры стыролу і бутадыена шырока ўжываюць у стварэнні электраізаляцыйныя матэрыялаў, разнастайных вырабаў для аўтамабільнай прамысловасці, у тым ліку і стварэнне якасных пакрышак. Інавацыйныя тэхналогіі, якія ўжываюць сучасныя вытворцы бутадыен-стирольных каучукаў, дазваляюць ім ствараць прадукцыю з зададзенымі фізічнымі і хімічнымі параметрамі, жаданымі эксплуатацыйнымі характарыстыкамі.

Сярод асаблівасцяў дадзенага вытворчасці адзначым прымяненне каталізатараў высокай якасці. У залежнасці ад структуры сінтэзаваных каўчук, істотна адрозніваецца працягласць працэсу іх стварэння, а таксама канчатковая кошт выпускаемай на асновекаўчук гумавай прадукцыі.